Atıksu Arıtma Tesislerinin Projelendirilmesi Aşamasında Teknik Yaklaşımlar Doç. Dr. H. Güçlü İNSEL İstanbul Teknik Üniversitesi, Çevre Mühendisliği Bölümü IV. OSB ÇEVRE ZİRVESİ, 26-28 Mayıs 2016, Crown Plaza/BURSA 1
GİRİŞ Atıksu içeriği & karakterizasyon farkları Tasarım yöntemi seçimindeki karmaşa Hedefler & su maliyetlerindeki artış Yönetim & strateji değişikliği Arıtma yaklaşımları & bakış açısı Teknoloji seçimi & maliyet 2
GENEL BİLGİLER Atıksuyun içerdiği organik ve inorganik maddeler Değişken karakterizasyon ve debi İçerik ve organik madde bileşenleri spesifik Biyolojik arıtma ile etkileşimleri değişken Ayırma Yöntemleri (Tuzluluk, Sıcaklık, Çökebilme?) İnhibisyon yaratan organik/inorganik maddeler Geri kazanım (!) sistemine zarar verebilen maddeler? 3
ATIKSU DEBİ VE KARAKTERİZASYON FARKLILIKLARI 4
m 3 /gün Debi Debi Değişimi?? Dengeleme? Hızlı proses? + Geri Kazanım? 70,000 60,000 50,000 40,000 30,000 20,000 10,000 0 0 5 10 15 20 25 Zaman (Gün) 5
Karakterizasyon Organize Sanayi Bölgeleri Parametre OSB Kentsel Atıksu A B C D ph 6,5 9,0 8,5 8,0 7,2 KOİ (mgo 2 /L) 3300 1000 2400 1200 550 Süzülmüş KOİ (mgo 2 /L) 1955 800 1200 800 150 AKM (mg/l) 140 270 600 200 300 UAKM (mg/l) 765 150 400 150 250 TN (mgn/l) 18 45 210 45 50 TP (mgp/l) 51 3 10 17 7 İletkenlik (ms/cm) 16 5 6 2 Çözünmüş İnert KOİ 220 150 300 130 20 6
Ayrışabilirlik Özelliği Çözünmüş organik madde içeriği yüksek (yavaş) Çözünmüş inert KOİ (S I ) yüksek: Çıkış kalitesi Giderim hızları düşük (1/3, 1/5) İnhibisyon, komplex substrat) Değişken atıksu karakterizasyonu S I S H S I S H ARITILABİLİRLİK ÇALIŞMASI!! 7
8
mgnox/l ÖRNEK: Azotun biyolojik oksitlenme hızı 30 25 y = 90.083x + 8.6727 R² = 0.9895 Beher Akvaryum Pompası 20 15 10 y = 32.93x + 8.3863 R² = 0.9952 5 T=15oC 0 T=25oC 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 Zaman (Gün) Oksijenmetre ph metre Filtre/Numune kabı Deneysel Düzenek NH 4 + + 2O 2 NO 3- + H 2 O + 2H + 9
Gerekli Çamur Yaşı [gün] Çamur Yaşı, ATV-131 (2000) Endüstriyel Katılım Yüksek! 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Mevcut Durum ATV131 (2000) 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 8 6 4 2 0 Proses Sıcaklığı ( o C) 10
Sonuç TEORİ GERÇEK 11
Endüstriyel Atıksu (Tekstil OSB) Partikül boyutu (mikron) GİRİŞ ÇIKIŞ Filtre edilmemiş 710 105 0,220 579 86 0,013 472 73 0,008 450 66 0,005 448 64 0,003 413 44 0,002 367 28 Konsantre Süzüntü Deşarj Limiti?? NANOFILTRASYON Geri Kazanım?? 12
SU/ATIKSU SİSTEMİ 13
Yaklaşım 1: ARIT VE DEŞARJ ET Su temini Sanayi-1 ÖA Atıksu-1 Sanayi-2 ÖA Atıksu-2 OSB Kanalizasyon EAAT Deşarj Alıcı Ortam ÖA: Ön arıtma tesisi EAAT: Ön arıtma tesisi 14
Yaklaşım 2: ARIT VE GERİ KAZAN (A1) Su temini Sanayi-1 ÖA Atıksu-1 Sanayi-2 ÖA Atıksu-2 OSB Kanalizasyon EAAT Deşarj Alıcı Ortam ÖA: Ön arıtma tesisi EAAT: Ön arıtma tesisi 15
Yaklaşım 2: ARIT VE GERİ KAZAN (A2) Su temini Sanayi-1 ÖA Atıksu-1 Sanayi-2 ÖA Atıksu-2 OSB Kanalizasyon EAAT Deşarj Alıcı Ortam ÖA: Ön arıtma tesisi EAAT: Ön arıtma tesisi 16
Yaklaşım 2: ARIT VE GERİ KAZAN (A1+A2) Su temini Sanayi-1 ÖA Atıksu-1 Sanayi-2 ÖA Atıksu-2 OSB Kanalizasyon EAAT Deşarj Alıcı Ortam ÖA: Ön arıtma tesisi EAAT: Ön arıtma tesisi 17
Yaklaşım 3: KAYNAK GERİ KAZANIMI (RRP) Sanayi-1 Su temini Sanayi-2 Enerji Hammadde Su/Atıksu Yan Ürün R Atıksu-1 R Atıksu-2 OSB ÖA ÖA Kanalizasyon EAAT R Deşarj Alıcı Ortam ÖA: Ön arıtma tesisi R EAAT: Ön arıtma tesisi 18
Entegre arıtma yaklaşımı + kaynak geri kazanımı Biyolojik Prosesler Hızlı aerobik sistemler Anaerobik Biyoteknoloji Biyofilm Reaktörler MBR: 0.3-1.5 USD/m 3 UF: 0.04-0.2 USD/m 3 NF/RO: 0.2-0.7 USD/m 3 Kimyasal Oksidasyon: >0.07 USD/m 3 Evap/Kristalizasyon: 19
ÖRNEK ÇALIŞMALAR (2015-2016) 20
1. ARÇELİK-BOLU Üretimde su kullanımı %40 azaltıldı... Dengeleme Aktif karbon filtre Kontrol Panosu/UF Double Pass-RO PİŞİRİCİ CİHAZ ÜRETİMİNDE TESİS İÇİ SU GERİ KAZANIMI, MİNİMİZASYONU VE ENTEGRE SU YÖNETİMİ (TÜBİTAK TEYDEB 5130059) 21
2. TMO AFYON ALKALOİD Giriş MBR NF Alkaloid Atıksuları İleri Arıtma ve Entegre Geri Kazanım Tesisi, Türk Patent Enstitüsü (TPE), PT2014-01281. 22
Proses Akım Diyagramı JET-MBR 23
CFD Respirometre UF-MBR Hidroejektör Nozülü, TPE, PT2014-01063. KOCH MBR Unit 24
25
3. HİBRİT BİYOFİLM REAKTÖR SİSTEMİ Patent: Hibrit aerobik Akışkan Yataklı Biyoreaktör (AYBR) Kontakt denitrifikasyon prosesi ile kentsel atıksulardan azot ve fosfor ileri biyolojik arıtma prosesi, PCT/TR2015/050300 26
SONUÇLAR Sanayinin ihtiyacına göre teknoloji seçimi «Arıt deşarj ET» yaklaşımı yerine «geri KAZAN» yaklaşımı Endüstrilere göre karakterizasyon değişken (etüd) İlk yatırım maliyeti değerlendirme kriteri olmamalı! Üretimle entegre atıksu arıtma, geri kazanım Konvansiyonel yaklaşım yerine yenilikçi mühendislik yaklaşımı AR-GE çalışmaları ve desteği gerekli 27
TEŞEKKÜR 28
TEŞEKKÜRLER 29